Per diminuire il numero dei connettori da installare, nel caso in cui l’impianto sia dotato da molti moduli, si possono utilizzare i connettori “a giunti”.
Questi sono connettori, che hanno un ingresso multiplo e un’uscita singola, immettono la potenza erogata da ogni singola stringa in un nodo comune, in modo poi da collegare il tutto all’inverter o al quadro di campo, riducendo anche il numero di predisposizioni di ingressi che questi ultimi devono avere.
I vantaggi sono molteplici, in particolare:
x- l’inverter o il quadro di campo possono avere un numero ridotto di ingressi rispetto al numero delle stringhe;
x- il costo dei connettori di questo tipo è inferiore rispetto alla somma di quelli singoli;
x- il montaggio è molto semplice e per nulla differente rispetto al connettore singolo;
x- è necessario un minor numero di cavi per il collegamento tra la stringa e il resto del circuito.
65 I giunti possono essere di tre tipi:
x- Giunto ad Y x- Giunto ad X x- Giunto a T 3.12.1 I giunti a Y
Un giunto a Y è costituito da due ingressi e un’uscita.
Gli ingressi possono essere accoppiati a due connettori maschi e l’uscita accoppiata ad un connettore femmina oppure viceversa .
Nelle figure 3.14 e 3.15 si hanno due esempi delle tipologie sopra riportate.
Fig.3.14 – Giunto a Y (2 femmine + 1 maschio) – Cavo 4mmq.[22]
Fig.3.15 – Giunto a Y (2 maschi + 1 femmina) – Cavo 4mmq.[22]
Come già detto in precedenza i giunti a Y riducono il numero di coppie di connettori singoli che, se non si utilizzasse questa particolare tecnologia di connettori, si andrebbero ad utilizzare.
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In Fig.3.16 è riportato un esempio di connessione realizzato con questo tipo di giunto.
Fig.3.16– Tipica modalità di connessione sfruttando due giunti a Y per il risparmio di montaggio di connettori singoli.[22]
Per collegare le quattro stringhe in Fig.3.15 sono utilizzati 2 giunti ad Y invece che 4 coppie di connettori singoli maschio+femmina.
Il giunto a Y ha due cavi piccoli che arrivano dalle stringhe e una più grande che va all’inverter.
67 3.12.2 I giunti a X
Un'altra tipologia di connettori che sfrutta molto bene la caratteristica di poter diminuire il numero di contatti singoli che servirebbero per l’allacciamento di più moduli all’inverter, è quella del giunto a X.
Un esempio tipico di un giunto a X è riportato in Fig.3.17.
Fig.3.17 – Giunto a X e tipica modalità di connessione sfruttando le caratteristiche di questa tipologia di connettore.[22]
Il giunto a X ha l’importante caratteristica di poter avere 3 ingressi e un’uscita. Con un unico pezzo è possibile evitare l’installazione di 6 contatti singoli.
Tale giunto viene impeigato per fare il parallelo di un nuero elevato di stringhe limitando il numero di ingressi dell’inverter o del quadro di campo. Tale caratteristica ben si presta ad impianti con alte potenze installate e inverter di tipo centralizzato.
Sempre in Fig.3.17 si ha un esempio tipico di installazione di giunti a X in un impianto fotovoltaico di medie-grandi dimensioni, con molte stringhe generatrici.
68 3.12.3 I giunti a T
Si descrive infine l’ultima tipologia di giunto presente sul mercato, il giunto chiamato a T. Definire il giunto a T come tipologia di connettore a sé stante non è correttissimo, in quanto è possibile classificarlo come un particolare tipo di giunto a Y, con una forma leggermente diversa.
Come si può notare in Fig.3.18, anche il giunto a T presenta due ingressi ed un’uscita, e come il giunto a Y può avere in ingresso indifferentemente una coppia di maschi oppure una coppia di femmine a seconda della tipologia del connettore stesso.
Questo ha due ingressi di dimensioni maggiori per fare da dorsale e un ingresso di dimensioni inferiori per collegare la stringa.
Fig.3.18 – Giunto a T e tipica modalità di connessione sfruttando le caratteristiche di questa tipologia di connettore.[22]
Una caratteristica molto importante, prima non menzionata, per i tipi di connettori a giunti è che questi, come è ben visibile dalla fiugura 3.17, possono essere montati tra di loro, formando delle combinazioni in serie che possono ridurre il numero di ingressi dell’inverte, del quadro di campo e/o del quadro di protezione in DC.
69 CAPITOLO 4
Analisi elettro-termica agli elementi finiti di tre connettori di potenza presenti sul mercato
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In questo capitolo vengono presentati i risultati, in termini di distribuzione della corrente e di distribuzione della temperatura all’interno dei connettori di potenza. I modelli tridimensionali dei connettori sono sviluppati in grafica vettoriale con il programma AutoCad3 [23] ed il programma Comsol Multiphysics4 [24] è utilizzato per risolvere le
equazioni che modellizzano il problema relativo al comportamento elettro-termico del connettore di potenza per sistemi fotovoltaici.
Gli obiettivi di tale studio sono i seguenti:
x- determinazione del percorso della corrente nelle parti di contatto elettrico;
x- determinazione della densità di corrente sulle superfici di contatto elettrico e nei punti critici;
x- determinazione della potenza persa per effetto Joule nel materiale di contatto elettrico e nei punti critici;
x- determinazione della resistenza elettrica totale, di crimpatura e di contatto;
x- determinazione delle sovratemperature massime e minime dovute al passaggio della corrente;
x- determinazione della resistenza termica di scmbio con l’ambiente e la resistenza termica del rivestimento isolante del connettore.
L’analisi che si va ad eseguire è in regime stazionario.
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AutoCAD è il primo software CAD (computer aided design) sviluppato per PC, introdotto nel 1982 dalla Autodesk. È utilizzato principalmente per produrre disegni bi/tridimensionali in ambito ingegneristico, architettonico, meccanico, etc. Il documento prodotto è di tipo vettoriale, ovvero le entità grafiche sono definite come oggetti matematico/geometrici: questo permette, diversamente da quanto succede nei documenti grafici di tipo bitmap, di scalarle ed ingrandirle indefinitamente.
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Comsol Multiphysics è un solutore di problemi di vario tipo (fisici e ingegneristici) mediante analisi agli elementi finiti.E’ in grado di simulare il comportamento di componenti elettrici, eseguire analisi di trasmissione del calore, simulare reazioni chimiche etc…
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